DE1942777A1 - Glasschmelzofen - Google Patents

Description

_t PATENTANWALT

DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70

SchfMcfcenhofstr. 27-Tel.617079 20. August 1969

Gzy/goe PPG Industries, Inc.

Glasschmelzofen.

Zum Erschmelzen von Glas besserer Qualität verwendet man einen Ofen, an dessen einem Ende die Ausgangsstoffe eingeführt werden und an dessen anderem Ende das geschmolzene Glas zur Weiterverarbeitung abgezogen wird. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich eine Heizzone, in welcher die Auegangsstoffe und Glasschmelze erhitzt werden.

Die Ofenteile, die mit dem geschmolzenen Glas in Berührung kommen, bestehen aus feuerfesten Blöcken. Bei der Hindurchbewegung der Glasschmelze durch den Ofen sind die Seitenwandungen in der Regel etwas kühler als das Innere der Schmelze. Verunreinigungen, wie unvollständig umgesetzte Ausgangsstoffe, Erosionsprodukte, die durch Berührung mit den Wandungen des Ofens entstehen, Schaum und Schlamm sammeln sich häufig auf der Oberfläche der Glasschmelz· an und wandern mit dieser durch den Ofen hindurch. Durch diese Verunreinigungen kaiin die Qualität des Endprodukts verschlechtert werden. Mitunter bilden der Schaum und der Schlamm, auch eine glasige Oberfläch·, deren

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Zusammensetzung und Eigenschaften nicht den gewünschten entspricht ·

Zur Beseitigung dieser Verunreinigungen verwendet man häufig Schaumfänge, gerade abwärts der letzten Heizöffnung, wenn der Ofen mit Gas oder OeI beheizt wird. In Berührung mit der Oberfläche ist dann ein Abstreicher vorgesehen, der aus gebranntem Ton besteht und die Verunreinigungen in die Schaumfänge fördert, Diese Abstreicher erodieren aber leicht und verursachen Verunreinigungen des Glases. Daher müssen sie häufig ausgewechselt werden· Da sie auf der Glasschmelze schwimmen, ändert sich ihre Eintauchtiefe mit dem Abrieb, wodurch der Glasstrom gestört wirdt Der starke Abrieb bei hohen Temperaturen macht die Verwendung solcher schwimmender Abstreicher is?, der Nähe der Heizzone nicht 2Eög!ie&*

Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen mit einer Zone zum Einführen der Ausgangsstoffe, einer Heizzone mit seitlichen, Brenner enthaltenden Öffnungen, einem Schaumfang auf einer oder auf beiden Seiten' des Ofens, einer Zone, aus welcher das geschmolzene Glas asur weiteren Bearbeitung abgezogen wird und wenigstens einen, die Oberfläche der Glasschmelze berührenden Abstreicher« der den Schaum oder Schlamm in den .oder die Schaumfcfag· ableitet* Der Ofen ist dadurch gekennzeichnet, daß der AhM*r«±®foev .gelcti&lt Itf und in «iness; Winkel aus» Längsachse

des Ofens von dem Schaumfang oder den Schaumfängen bis wenigstens bis zur Mitte des Ofens reichen.

Vorteilhafterweise reichen die Abstreicher bis in die Heizzone des Ofens hinein·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstreicher V-förmig. Hierbei kann er aus zwei V-förmig zusammenstoßenden. Teilen bestehen·

Der Abstreicher kann aus einem gekühlten hitzebeständigen Metallrohr bestehen. Anstelle eines Rohres aus Metall läßt sich auch ein solches aus einem kftr-ru.iiachen Stoff mit einem Metallüberzug verwenden.

Beim Betriebe des erfindungsgemäßen Glaeaeiuaslto^iens entsteht um den Abstreicher herum, weil sr gekühlt ist, ei»* Schicht von erstarrtem Glas wenigstens an seiner Unterseite· Se können also keine Verunreinigungen in das Glas im Ofen gelangen, da die Sclunelze lediglich mit eiern geschmolzenen Glas an d*r Untere ei te des Abstreichers in Verbindung steht. Bei Verwendung diener Abstreicher wird da« Gice au«rh beim Fließen zu der Zone, au« welcher es aur weiteren Bearbeitung; abgoaogert w±r<i» gekühlt.

« Der Abstreicher kann auch gegebenenfalls sich nur über einen

Teil der Oberfläche der Schmelze erstrecken, Ia diesem Falle

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beginnt er an dem Schaumfang und reicht bis etwa zur Mittellinie des Ofens. Auch hierdurch wird schon eine erhebliche Verbesserung der Qualität des Glases erreicht.

In jedem Falle muß dafür gesorgt werden, daß der abgestrichene Schaum und Schlamm in die Schaumfänge gelangt und von dort abgezogen wird. Hierfür kann die Oberkante des Ofens stellenweise so niedrig angeordnet sein, daß die oberflächlichen Verunreinigungen, d.h. der Schaum und der Schlamm von dem Ofen in die Schaumfänge gelangen.

Die rohrförmigen Schaurafanger können aus einem Stoff bestehen, der bei der Temperatur des Ofens oberhalb der Glasschmelze verwendbar ist, ζ.B« aus rostsicherem Stahl, Eisen, feuerfesten keramischen Stoff mit einem Überzug von Platin und dergleichen.

Die Zeichnungen erläutern beispielsweise einige Ausführungsfortnen der Erfindung.

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Fig. l eine schamatische Aufsicht auf einen erfindungsge- mä&mn Glasschmelzofen» '

Fig, 2 einmn Abstreicher, der in einem Ofen nach Fig. i verwendet werden kann·

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Fig. 3 eine andere Ausfuhrungsf orra eines Abstreichers."

Fig_B 1 zeigt einen Glasschmelzofen 10 mit einer Rückwand 12,'an welcher sich eine Kammer l4 zur Einführung der Ausgangsstoffe befindet. Die Seitenwandungen l6 haben Heizöffnungen, di« einander gegenüberliegen. Unterhalb der Heizöffnungen befinden sich die Schaumfänge 20. Der Ofen endet in einer Zone 22 zur Entnahme des fertigen Glases. Innerhalb der Heizöffnungen 18 befinden sich übliche Brenner 19· Die Ausgangsstoffe für die Herstellung des Glases werden in die Kammer l4 auf die Schmelze vom Glas eingebracht und dort niedergeschmolzen· Das geschmolzene Glas strömt bis zum Ende 22, wo es entnommen wird, um z.B. zu Fensterglas, Tafelglas, optischem Glas, Hohlglas oder Glasfasern verarbeitet zu werden.

Der Unterteil des Ofens besteht aus Blöcken von fwuerfestem Material, die bei der Berührung mit dem Glase erodieren und gewisse Bestandsteile abgeben, die beim Herabströmen des Glases das Endprodukt verunreinigen können. Der V-förmige Abstreicher 24 ist so angeordnet, daß seine Enden durch die Schaumfänge hindurchführen und mit einer Quelle für ein« Kühlflüssigkeit verbunden werden können. Die Spitze dee Abstreichers 24 reicht bis in die Heiason«. '

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Bei einem Abstreicher 24 nach Fig· 2, der aus U-förmigen Teilen besteht, sollte der untere Teil zweckmäßigerweise gerade die Oberfläche des Glases berühren· Dieser Abstreicher besteht aus einem Rohr· Kühlflüssigkeit wird in den oberen Teil des Rohres eingeführt, strömt bis zur Spitze des Abstreichers und dann zurück durch den unteren Teil.

Der Abstreicher 24a nach Fig. 3 ist etwas anders gebaut. Hier handelt es sich um ein konzentrisches Doppelrohr, wobei die Kühlflüssigkeit durch das innere Rohr eingeleitet wird und durch das äußere Röhr abfließt. In jedem Falle ist die Temperatur der Kühlflüssigkeit, als welche in der Regel !fässer verwendet wird, niedriger, als die Temperatur des geschmolzenen Glases, so daß gewisse Axieile des Glases auf wenigstens dem unteren Teil des Abstreichers erstarren«

Wirksata sind auch solche Abstreicher, die lediglich aus einem Schenkel des Abstreichers 24 nach Fig. 1 bestehen«

Die Abzugslei tunken 30 für die Schaumfänge 20 sind isa Fig« I dargestellt» Di.g> oberflächlichen Verunreinigungen werden kontinuierlich beiseite geschoben, gelangen durch die Öffnungen 32 der Schaurafänge in die Leitungen 34 und werden von dort ab- * gezogen» In den jZeichnungen sind die Strömungen an den Oberflächen dux*$h Pfeil« üm^^mtelXt^ \

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Beispiel

Es wurde ein Tafelglas hergestellt, das im wesentlichen 62 % SiO₂, 20 % Al₂O , 8 94 Na₂O, 5 % Li₃O und 4 % B₃O enthielt. Beim Walzen eines solchen in einem üblichen Ofen hergestellten Glases wurde festgestellt, daß die Oberfläche reicher an SiIiciumdioxyd und ärmer an Boroxyd war als die Hauptmenge. Diese Unterschiede konnten durch die verschiedenen Brechungaindizes

festgestellt werden. Eine chemische Analyse zeigte, daß die Oberfläche etwa 1 % mehr SiO- und etwa 1 % weniger B_0_ enthielt

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als die Hauptmasse. Wie es aus der Literatur bekannt ist, führt der Ersatz von 1 % SiO₀ durch 1 % B₀O- zu einer Erhöhung des Brechungsindex von 27 Einheiten in der vierten Dezimale·

Um diese Unterschiede in der Sueatamensetaiung d*e fertigen Glases zu vermeiden, wurde ein erfinduxigsge.mäß®r Abstreicher mit einem äußeren Durchmesser von etwa 6 cc: verwendet« Dieser Abstreicher bestand aus zwei Teilen» Die Teile wurden Suren die Wandungen der beiden einander gegenüberliegenden SchaumfMnge hindurchgeführt· Sie trafen sieh in einen Wink«! von 90° an Snde der Heis*zone. Der untere Schenkel jede· Teile« tauchte etwa 2,5 cm in die Glasschmelze ein. Durch dl· beiden Teile des Abstreichers wurde Leitungswasser geführt.

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Der Abstreicher beseitigte auf der Oberfläche schwimmende Verunreinigungen in die Schaumfänge. Nach Stabilisierung des Betriebes unter Verwendung des Abstreichers wurden Endprodukte
analysiert. Es wurde gefunden, daß ihre Zusammensetzung in
allen Teile praktisch die gleiche war. Das in den Schaumfängen abgezogene Material enthielt größere Mengen Siliciumtiioxyd und geringere Mengen Boroxyd, wich also in der Zusammensetzung von der gewünschten ab.

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Claims (5)

1. — Q —

   Patentansprüche

   (1 ·) Glasschmelzofen mit einer Zone zum Einführen der Ausgangsstoffe, einer Heizzone mit seitlichen, Brenner enthaltenden Öffnungen, einem Schaumfang auf einer oder auf beiden Seiten des Ofens, einer Zone, aus welcher das geschmolzene Glas zur weiteren Bearbeitung abgezogen wird, und wenigstens einem die Oberfläche der Glasschmelze berührenden Abstreicher, der den Schaum und Schlamm in den oder die Schaumfänge ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreicher (24) gekühlt ist und in einem Winkel zur Längsachse des Ofens von dem Schaumfang oder den Schaumfängen (20) bis wenigstens bis zur Mitte des Ofens reichen.
2. 2. Glasschmelzofen nach Anspruch 1,dadurch geke nnzeichnet, daß der oder die Abstreicher bis in die Heizzone (l8) reichen.
3. 3. Glasschmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreicher V-förmig ist.
4. 4. Glasschmelzofen nach Anspruch 3 ι dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreicher aus zwei V-förmig zusammenstoßenden Teilen besteht.

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5. 5. Glasschmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreicher aus einem hitzebeständigen Metallrohr besteht»

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